3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
3.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp sấy đến chất lượng vỏ quế khô
3.1.2.1. Ảnh hưởng của phương pháp sấy đến sự thay đổi độ ẩm theo thời gian
Để bảo quản vỏ quế trong thời gian dài, không bị nấm mốc, vi khuẩn và tác hại của các enzyme gây hư hỏng, chúng tôi tiến hành làm khô vỏ quế. Đây là một quy trình kỹ thuật quan trọng, không chỉ ảnh hưởng đến hình dạng bên ngoài mà còn cả phẩm chất, thành phần hóa học, tác dụng chữa bệnh của các thành phần dược liệu trong quế.
Hiện nay, trong thực tế có 2 cách làm khô phổ biến vỏ quế là phơi và sấy
- Phơi: làm khô trong điều kiện tự nhiên, dưới ánh mặt trời hay trong bóng râm, ít tốn kém nhưng phụ thuộc nhiều vào thời tiết, dễ bị nhiễm bụi bặm, ruồi nhặng, một số hoạt chất có thể bị biến đổi bởi tia tử ngoại nếu phơi dưới ánh nắng mặt trời.
- Sấy: làm khô bằng lượng nhiệt nhân tạo, tuy tốn kém nhưng không bị động về thời tiết, hợp vệ sinh và giúp vỏ quế nhanh khô hơn, các hoạt chất dược liệu ít bị ảnh hưởng.
Để giúp các hoạt chất trong dược liệu được bảo vệ nguyên vẹn, ít thay đổi hoạt tính. Chúng tôi khảo sát 3 phương pháp sấy: chân không, bơm nhiệt và đối lưu với nhiệt độ sấy 600C, đưa độ ẩm vỏ quế khô về mức an toàn (10-12%). Nhiệt độ làm khô này thích hợp với từng bộ phận dược liệu như: dược liệu chứa tinh dầu (bạc hà, kinh giới …) ở 30-400C, dược liệu mỏng mảnh (hoa, lá … ) ở 40-500C, dược liệu cứng chắc (thân, cành, củ, rễ …) có thể tới 60-700C.
Trong suốt quá trình sấy nguyên liệu, độ ẩm được đo theo chu kỳ 3 giờ/1lần, khi kiểm tra độ ẩm vỏ quế sấy khô ±10%, chúng tôi kết thúc quá trình sấy nguyên liệu.
Kết quả ảnh hưởng của phương pháp sấy đến độ ẩm và thời gian sấy được thể hiện ở bảng 3.2 như sau:
Bảng 3.2. Thời gian và độ ẩm của các phương pháp sấy vỏ quế
Phương pháp sấy Thời gian sấy (giờ)
Độ ẩm (%)
Sấy đối lưu 15 10,013 ± 0,081
Sấy chân không 18 10,132 ± 0,139
Hình 3.1. Sự biến thiên độ ẩm theo thời gian ở các phương pháp sấy khác nhau
Kết quả khảo sát thực nghiệm được thể hiện trên bảng 3.2 và hình 3.1 cho thấy có mối liên quan giữa phương pháp sấy đến thời gian và độ ẩm sấy nguyên liệu. Chúng ta thấy rằng, với độ ẩm nguyên liệu ban đầu là 62,08% thì sấy bơm nhiệt đưa độ ẩm về 10,062% trong thời gian nhanh nhất là 9 giờ so với các phương pháp sấy khác; sấy chân không làm giảm ẩm nguyên liệu về 10,132% trong thời gian dài nhất là 18 giờ.
Như vậy, xét về thời gian sấy khô nguyên liệu, phương pháp sấy bơm nhiệt có thời gian sấy ngắn nhất so với 2 phương pháp còn lại. Nguyên nhân do trong quá trình sấy bơm nhiệt đã tạo ra sự chênh lệch ẩm lớn giữa không khí có trong buồng sấy và ẩm ở trong vật liệu. Nhờ sự chênh lệch ẩm lớn này mà ẩm từ trong vật liệu sẽ thoát ra môi trường nhanh hơn để cân bằng ẩm với môi trường nên giúp quá trình sấy nhanh hơn. Xét về chi phí, thiết bị sấy bơm nhiệt có công suất lớn hơn, thời gian sấy nhanh hơn, sẽ tiết kiệm chi phí sản xuất hơn phương pháp sấy chân không và đối lưu.
3.1.2.2. Ảnh hưởng của phương pháp sấy đến các chỉ tiêu chất lượng vỏ quế khô
Quá trình sấy nguyên liệu tác động mạnh mẽ đến cấu trúc, trạng thái và các thành phần hóa học trong nguyên liệu. Phương pháp sấy và chế độ sấy phù hợp, giúp sản phẩm bảo quản được thời gian lâu nhất, chất lượng tốt nhất và biến đổi của thành phần hóa học trong nguyên liệu ở mức thấp nhất.
Chúng tôi tiến hành khảo sát sự ảnh hưởng của các phương pháp sấy đến hàm lượng các thành phần hóa học trong vỏ quế khô.
62.080 62.080 10.013 62.080 10.132 10 20 30 40 50 60 70 Ban đầu 3h 6h 9h 12h 15h 18h Bơm nhiệt Đối lưu Chân không
Thời gian (giờ)
Đ
ộ ẩm
(%
)
2,2 2,25 2,3 2,35 2,4
Đối lưu Chân không Bơm nhiệt 2.275a 2.325a 2.400a Các phương pháp sấy H àm lư ợng đư ờn g tổ ng s ố% 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00
Đối lưu Chân không Bơm nhiệt 2.583a 4.620b 5.433c Các phương pháp sấy H àm lư ợn g vi tam in C
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các phương pháp sấy đến hàm lượng đường tổng số được thể hiện ở hình 3.2.
Hình 3.2. Hàm lượng đường tổng số của vỏ quế sau khi sấy ở các phương pháp sấy
Kết quả khảo sát thực nghiệm tại hình 3.2 cho thấy hàm lượng đường ở các phương pháp sấy không có sự sai khác mang ý nghĩa thống kê. Tuy nhiên, theo mô tả thì hàm lượng đường ở sấy bơm nhiệt cao hơn là 2,4%.
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các phương pháp sấy đến hàm lượng vitamin C được thể hiện ở hình 3.3.
Hình 3.3. Hàm lượng vitamin C của vỏ quế sau khi sấy ở các phương pháp sấy
Vitamin là acid amin cần thiết cho các hoạt động của cơ thể sống, chiếm hàm lượng nhỏ nhưng có vai trò vô cùng quan trọng đối với cơ thể con người. Vitamin là thành phần nhạy cảm, dễ bị biến tính dưới tác động của các yếu tố môi trường như ánh
sáng, không khí, nhiệt độ … Trong quá trình sấy, do nhiệt độ cao nên một lượng vitamin bị phân hủy, biến tính.
Kết quả khảo sát cho thấy hàm lượng vitamin C còn lại trong vỏ quế sấy khô đối với sấy bơm nhiệt là 5,433mg%, sấy chân không là 4,620mg%, sấy đối lưu là 2,583%. Ảnh hưởng của ba phương pháp sấy đối với hàm lượng vitamin C còn lại sau sấy vỏ quế có sự sai khác về ý nghĩa thống kê ở mức 5%. Trong đó hàm lượng vitamin C còn lại ở phương pháp sấy bơm nhiệt là cao nhất. Như vậy, có thể thấy rằng đối với sấy bơm nhiệt hàm lượng vitamin C còn lại cao nhất và biến đổi vitamin C ít nhất.
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các phương pháp sấy đến hàm lượng protein được thể hiện ở hình 3.4.
Hình 3.4. Hàm lượng protein của vỏ quế sau khi sấy ở các phương pháp sấy
Kết quả từ hình 3.4 cho thấy có hàm lượng protein ở sấy bơm nhiệt và sấy đối lưu có sự khác nhau về ý nghĩa thống kê đối với sấy chân không. Hàm lượng protein sấy bơm nhiệt là 4,183%, sấy chân không là 3,106% và sấy đối lưu là 4,014%. Như vậy hàm lượng protein ở vỏ quế sau sấy bơm nhiệt cao hơn so với sấy chân không.
Sự khác nhau có thể giải thích như sau: sấy cùng nhiệt độ nhưng sấy chân không thời gian sấy dài hơn sấy bơm nhiệt nên thành phần protein bị biến tính nhiều hơn, ảnh hưởng đến hàm lượng protein bị hao hụt nhiều hơn trong quá trình sấy.
0 1 2 3 4 5
Đối lưu Chân không Bơm nhiệt
4.014a 3.106b 4.183a Các phương pháp sấy H àm lư ợn g pro tei n%
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các phương pháp sấy đến hàm lượng tro được thể hiện ở hình 3.5.
Hình 3.5. Hàm lượng tro của vỏ quế sau khi sấy ở các phương pháp sấy
Kết quả trên hình 3.5 cho thấy hàm lượng tro ở các phương pháp sấy chênh lệch rất nhỏ, không có sự sai khác về ý nghĩa thống kê. Như vậy, các phương pháp sấy khác nhau không ảnh hưởng nhiều đến thành phần tro trong vỏ quế.
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các phương pháp sấy đến hàm lượng tinh dầu được thể hiện ở hình 3.6.
Hình 3.6. Hàm lượng tinh dầu của vỏ quế sau khi sấy ở các phương pháp sấy
5,75 5,8 5,85 5,9
Đối lưu Chân không Bơm nhiệt
5.892a 5.843a 5.810a Các phương pháp sấy H àm lư ợn g tro 2,34 2,35 2,36 2,37 2,38 2,39 2,40
Đối lưu Chân không Bơm nhiệt 2.361a 2.378a 2.396a Các phương pháp sấy H àm lư ợn g ti nh d ầu m l/ 10 0g
Từ kết quả hình 3.6, chúng ta thấy rằng hàm lượng tinh dầu thu được ở ba phương pháp sấy không có sự sai khác về mặt ý nghĩa thống kê.
Tuy phạm vi nghiên cứu ở phòng thí nghiệm ở nhiệt độ 600C chưa thấy có sự sai khác về mặt ý nghĩa thống kê ảnh hưởng ba phương pháp sấy đối với hàm lượng tinh dầu. Nhưng theo mô tả, hàm lượng tinh dầu khi sấy bơm nhiệt là 2,396ml/100g, sấy đối lưu là 2,361ml/100g, sấy chân không là 2,378ml/100g. Đây cũng là những số liệu đáng quan tâm, lưu ý để xem xét ảnh hưởng của các phương pháp sấy khi thực hiện sấy vỏ quế ở quy mô lớn hơn, ứng dụng trong sản xuất.
Kết quả định tính thành phần hóa học của tinh dầu quế bằng phương pháp phân tích sắc ký ghép khối phổ GC-MS theo mô tả của I.P.S (2008) thể hiện ở hình 3.7:
Hình 3.7. Kết quả phân tích tinh dầu quế bằng hệ thống phân tích sắc kí khí ghép khối
phổ GC- MS
Qua kết quả phân tích GC- MS ta rút ra nhận xét như sau: Các thành phần thiết yếu có trong tinh dầu quế có thời gian lưu và khối phổ tương đối khác nhau. Hợp chất được định danh đó là cinnamaldehyde với thời gian lưu là 8,741 phút.
Điều này cũng phù hợp với nghiên cứu của U.M.Senanayake và R.O.B. Wijesekera khi nghiên cứu về hóa học tinh dầu của cinnamon và cassia là cinnamic aldehyt là thành phần chính trong tinh dầu ở vỏ và có chứa 65-75% tổng các chất thơm bay hơi, eugenol chiếm khoảng 70-75% trong tinh dầu lá, trong khi 70-90% hàm lượng tinh dầu trong vỏ rễ được hình thành bởi camphor [29].
Kết quả phân tích này cũng thống nhất với nghiên cứu về tinh dầu quế là chất lỏng trong suốt, màu vàng, vị nóng, ngọt, có mùi thơm đặc trưng của quế. Tinh dầu quế không tan trong nước, dễ tạo thành những hạt nhỏ li ti phân tán trong nước, là hỗn hợp rất phức tạp của nhiều chất trong đó chủ yếu là cinnamaldehyde, ngoài ra còn có eugenol, safrol, furfurol…[24].
Việc nghiên cứu các thành phần hóa học trong quá trình sấy là rất quan trọng nhằm được thu lượng tinh dầu và hàm lượng các chất trong vỏ quế sau sấy với với chất lượng mong muốn.
3.1.2.3. Ảnh hưởng của phương pháp sấy đến các chất lượng cảm quan của bột quế khô
Bên cạnh xác định các chỉ tiêu về chất lượng của bột quế sau khi sấy khô, việc xác định các chỉ tiêu màu, mùi vị của bột quế sấy khô cũng đóng vai trò vô cùng quan trọng khi tiến hành đánh giá các chỉ tiêu cảm quan.
Chúng tôi tiến hành đánh giá chất lượng cảm quan của bột quế sấy khô và thu được kết quả ở bảng 3.3.
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của các phương pháp sấy đến chất lượng cảm quan vỏ quế
Phương pháp sấy Chỉ tiêu
Màu sắc Mùi Vị
Chân không 5,925c 5,850b 5,125b
Bơm nhiệt 6,500a 6,650a 6,450a
Đối lưu 6,125b 5,950b 5,725ab
Ghi chú: Các kết quả trong cùng cột có cùng ít nhất một chữ cái thì không khác nhau ở mức ý nghĩa 5%.
Từ kết quả trên bảng 3.3 cho thấy mức độ yêu thích về các chỉ tiêu cảm quan của của vỏ quế sấy khô đối với các phương pháp sấy có sự khác nhau.
* Đối với chỉ tiêu về màu sắc: điểm cảm quan về màu sắc có sự khác nhau đối với các phương pháp sấy khác nhau có ý nghĩa về mặt thống kê. Điểm cảm quan màu sắc cao nhất là sấy bơm nhiệt 6,500 tương ứng với mức độ “tương đối thích”; điểm cảm
quan màu sắc thấp nhất là sấy chân không 5,925 tương ứng với mức độ “không thích cũng không ghét”.
Chúng tôi nhận thấy, màu sắc của bột quế sấy khô ở sấy bơm nhiệt có màu vàng tươi, sấy chân không và sấy đối lưu màu sắc vàng tương đối sẫm. Sự chênh lệch về màu sắc bột quế đối với các phương pháp sấy liên quan đến thời gian sấy.
Ở cùng mức nhiệt độ 600C, thời gian sấy chân không là 18 giờ, sấy đối lưu 15 giờ, sấy bơm nhiệt 9 giờ, vì thời gian sấy của sấy đối lưu và sấy chân không dài hơn so với sấy bơm nhiệt nên các phản ứng nhiệt và oxy hóa trong quá trình sấy gây ra những biến đổi hóa học, sự thay đổi đặc trưng bề mặt sản phẩm thay đổi độ phản xạ ánh sáng và màu sắc, protein bị biến tính cũng diễn ra nhiều hơn ảnh hưởng đến màu sắc, mùi, vị của sản phẩm hơn.
* Đối với chỉ tiêu về mùi: điểm cảm quan về mùi của sấy bơm nhiệt so với sấy chân không và đối lưu có sự sai khác về mặt ý nghĩa thống kê. Đối với sấy bơm nhiệt, điểm cảm quan về mùi là: 6,650 tương ứng với mức độ “tương đối thích”; điểm cảm quan về mùi của sấy đối lưu 5,950 và sấy chân không là 5,850 tương ứng với mức độ “không thích cũng không ghét”.
* Đối với chỉ tiêu về vị: có sự khác biệt về vị quế sau sấy có ý nghĩa thống kê giữa sấy bơm nhiệt và sấy chân không. Sấy bơm nhiệt có điểm cảm quan vị là 6,450 tương ứng với mức độ “tương đối thích”; sấy chân không và sấy đối lưu có điểm cảm quan về vị là 5,125; 5,725 tương ứng với mức độ “không thích cũng không ghét”.
Điều này cũng phù hợp vì phương pháp sấy bơm nhiệt là phương pháp sấy tuần hoàn không khí, không khí được tuần hoàn trở lại nên lưu giữ được hương thơm cho sản phẩm, sấy chân không và sấy đối lưu thì không khí sấy đưa ra ngoài nên thất thoát một lượng hương trong quá trình sấy. Vì vậy, sấy bơm nhiệt thì vỏ quế sau sấy có mùi nồng của quế đặc trưng hơn so với các phương pháp sấy còn lại.
Qua đánh giá chất lượng, hiệu quả kinh tế, mức độ yêu thích, thời gian sấy, chúng tôi quyết định chọn phương pháp sấy bơm nhiệt để sấy nguyên liệu vỏ quế tạo ra sản phẩm bột quế có chất lượng tốt hơn.